單片機(jī)課程設(shè)計(jì)點(diǎn)陣led廣告屏的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、單片機(jī)原理及應(yīng)用A 課程設(shè)計(jì)報(bào)告 題 目：點(diǎn)陣LED廣告屏的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 院（系）： 專業(yè)班級： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 20 16年12 月 26 日至20 17年 1 月 6 日 單片機(jī)原理及應(yīng)用A課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 一、設(shè)計(jì)（調(diào)查報(bào)告/論文）題目 點(diǎn)陣LED廣告屏的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 二、設(shè)計(jì)（調(diào)查報(bào)告/論文）主要內(nèi)容 （1）控制要求： 本設(shè)計(jì)要求利用單片機(jī)控制點(diǎn)陣LED廣告屏進(jìn)行對應(yīng)數(shù)字及漢字的滾動(dòng)顯示。 要求每位同學(xué)在屏幕上顯示自己的學(xué)號（數(shù)字）、姓名（拼音）； （2）設(shè)計(jì)要求 1設(shè)計(jì)單片機(jī)與點(diǎn)陣LED廣告屏之間的硬件連接； 2掌握集成開發(fā)環(huán)境KEIL的使用，用C51語言編程并仿真調(diào)

2、試，通過后在試驗(yàn)箱 進(jìn)行碩件驗(yàn)證。 （3）撰寫說明書 1含系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)電路 2含軟件設(shè)計(jì)（程序及必要的說明） 3調(diào)試及調(diào)試結(jié)果，以及在調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題及解決辦法 三、原始資料 1 74LS164芯片資料 2 74LS373芯片資料 四、要求的設(shè)計(jì)（調(diào)查/論文）成果 （1）了解點(diǎn)陣式LED廣告屏的基本結(jié)構(gòu)、電路特性、接口應(yīng)用技術(shù)等；根據(jù)控制 要求，完成系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)； （2）在（1）基礎(chǔ)上能根據(jù)實(shí)際工作需要，進(jìn)行液晶顯示界面的任意開發(fā)；如：要 求每位同學(xué)在廣告屏上顯示自己的學(xué)號（數(shù)字）、姓名（英文）等； （3）掌握集成開發(fā)環(huán)境Ke訂的使用，并能在這個(gè)開發(fā)環(huán)境下利用C51開發(fā)點(diǎn)陣LED 廣告

3、屏幕的應(yīng)用程序。 （4）利用實(shí)驗(yàn)室設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行調(diào)試。 （5）撰寫課程設(shè)計(jì)說明書，課程設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容包括： 設(shè)計(jì)方案、課程設(shè)計(jì)過程和設(shè)計(jì)思想、方法、原理； 控制程序方框圖： 參考資料、參考書及參考手冊； 其他需要說明的問題，例如操作說明、程序的調(diào)試過程、遇到的問題及解決方 法、對課程設(shè)訃的認(rèn)識(shí)和建議等； 用電腦編排打印，報(bào)告格式按照武昌首義學(xué)院課程設(shè)計(jì)管理辦法執(zhí)行。課 程設(shè)計(jì)報(bào)告要求內(nèi)容正確完整，圖表清晰，敘述簡明，語句通順，字?jǐn)?shù)不得少于2000 漢字； 課程設(shè)計(jì)報(bào)告按封面、任務(wù)書、設(shè)計(jì)說明書、圖紙、實(shí)物照片貼頁（實(shí)物照片貼 在A4復(fù)印紙上）、成績評定表的順序裝訂。 （6）總結(jié)調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題

4、及解決辦法。 以上設(shè)計(jì)課題完成后，均要總結(jié)設(shè)計(jì)結(jié)果、提交專業(yè)課程設(shè)訃說明書并進(jìn)行設(shè)計(jì)答 辯。 五、進(jìn)程安排 內(nèi)容 時(shí)間 下達(dá)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書。講解課程設(shè)計(jì)的任務(wù)與要求、進(jìn) 度安排、指導(dǎo)時(shí)間、注意:事項(xiàng)、提供參考資料。學(xué)生到實(shí)驗(yàn) 室熟悉設(shè)備。 1天 搜集資料、方案論證、初步設(shè)計(jì)。 2天 系統(tǒng)設(shè)汁、繪制系統(tǒng)控制原理圖、接線圖及軟件編程。 1天 利用實(shí)驗(yàn)室設(shè)備完成控制系統(tǒng)的硬件接線工作，運(yùn)行控 制程序，進(jìn)行運(yùn)行調(diào)試。 4天 方案優(yōu)化、總結(jié)完善、整理資料、撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告 1天 答辯、課程設(shè)計(jì)總結(jié)。 1天 共計(jì) 10天（2周） 六、主要參考資料 1 關(guān)德新單片機(jī)外圍器件實(shí)用手冊北京：北京航空學(xué)院出版社，

5、2008. 2 秦龍.單片機(jī)C語言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)實(shí)例精講.北京：電子工業(yè)出版社，2008. 3 張紅潤.智能技術(shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā).北京：北京航空航天出版社，2007. 4 陳鐵軍.智能控制理論及應(yīng)用.北京：清華大學(xué)出版社，2009. 5 鮑可進(jìn).C8051F單片機(jī)原理及應(yīng)用.北京：中國電力出版社，2010. 6 趙建領(lǐng).51系列單片機(jī)開發(fā)寶典.北京：電子工業(yè)出版社，2010. 指導(dǎo)教師（簽名）： 2016 年 12 月 230 目錄 錯(cuò)誤!未定義書簽。 2、設(shè)計(jì)指標(biāo)及設(shè)計(jì)要求2 3、設(shè)計(jì)簡單原理介紹2 4、系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì) 3 4. 1芯片介紹 4.2硬件接線7 5、軟件總體方案及設(shè)計(jì)流程7 5

6、. 1程序設(shè)計(jì)7 5. 2數(shù)據(jù)庫提取 5. 3源程序 5.4程序調(diào)試 10 6、結(jié)論 1、前言 LED點(diǎn)陣顯示屏是集微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)于一體的大型 顯示屏系統(tǒng)。它以其色彩鮮艷，動(dòng)態(tài)范圍廣，亮度高，壽命長，工作穩(wěn)定可靠等 優(yōu)點(diǎn)而成為眾多顯示媒體以及戶外作業(yè)顯示的理想選擇。同時(shí)也可廣泛應(yīng)用到軍 事、車站、賓館、體育、新聞、金融、證券、廣告以及交通運(yùn)輸?shù)仍S多行業(yè)。U 前大多數(shù)的LED點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)自帶字庫。其顯示和動(dòng)態(tài)效果（主要是顯示內(nèi)容的 滾動(dòng)）的實(shí)現(xiàn)主要依靠硬件掃描驅(qū)動(dòng)，該方法雖然比較方便，但顯示只能按照預(yù) 先的設(shè)訃進(jìn)行。而實(shí)際上經(jīng)常會(huì)遇到一些特殊要求的動(dòng)態(tài)顯示，比如電梯運(yùn)行中

7、指示箭頭的上下移動(dòng)、某些智能儀表幅值的條形顯示、廣告中廠家的商標(biāo)顯示等。 這時(shí)一般的顯示系統(tǒng)就很難達(dá)到要求。 另外，由于受到存儲(chǔ)器本身的局限，其特殊字符往往難以顯示，同時(shí)顯示內(nèi) 容也不能隨意更改。因此就提出了一種利用PC機(jī)和單片機(jī)控制的LED顯示系統(tǒng) 通信方法。該方法可以對顯示內(nèi)容進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，從而實(shí)現(xiàn)諸如動(dòng)態(tài)顯示效果。 同時(shí)用戶也可以在PC機(jī)上進(jìn)行顯示效果的預(yù)覽，顯示內(nèi)容亦可以即時(shí)修改。同 時(shí)它具有發(fā)光率高、使用壽命長、組態(tài)靈活、色彩豐富以及對室內(nèi)外環(huán)境適應(yīng)能 力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。并廣泛的用于公交汽車、商店、體育場館、車站、學(xué)校、銀行、高 速公路等公共場所的信息發(fā)布和廣告宣傳。LED顯示屏發(fā)展較快，

8、本此課程設(shè)計(jì) 基于P89C51單片機(jī)8X8 LED漢字點(diǎn)陣滾動(dòng)顯示的基本原理、硬件組成與設(shè)計(jì)、 程序編寫與調(diào)試、Proteus軟件仿真等基本環(huán)節(jié)和相關(guān)技術(shù)。 2、設(shè)計(jì)指標(biāo)及設(shè)計(jì)要求 本設(shè)計(jì)要求利用單片機(jī)控制點(diǎn)陣LED廣告屏進(jìn)行對應(yīng)數(shù)字及漢字的滾動(dòng)顯 示。要求每位同學(xué)在屏幕上顯示自己的學(xué)號（數(shù)字）、姓名（拼音）； 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求掌握點(diǎn)陣LED廣告屏與單片機(jī)之間進(jìn)行電路連接設(shè)計(jì)，并根據(jù) 此設(shè)計(jì)進(jìn)行軟件編程，編程后首先進(jìn)行仿真調(diào)試，調(diào)試通過后進(jìn)行硬件調(diào)試，最 終結(jié)果必須顯示自己的學(xué)號及姓名拼音，并且滾動(dòng)顯示速度及方向均可調(diào)。 3、設(shè)計(jì)簡單原理介紹 理論上說，不論顯示圖形還是文字，只要控制與組成這些圖形

9、或文字的各 個(gè)點(diǎn)所在的位置相對應(yīng)的LED器件發(fā)光，就可以得到我們想要的顯示結(jié)果，這種 同時(shí)控制各個(gè)發(fā)光點(diǎn)亮滅的方法稱為靜態(tài)驅(qū)動(dòng)顯示方式。在實(shí)際應(yīng)用中的顯示屏 兒乎都不采用這種設(shè)計(jì),而用另外一種稱為動(dòng)態(tài)掃描的顯示方法。動(dòng)態(tài)掃描的意 思簡單地說就是逐行輪流點(diǎn)亮，這樣掃描驅(qū)動(dòng)電路就可以實(shí)現(xiàn)多行（比如8行） 的同名列共用一套驅(qū)動(dòng)器。具體就8x8的點(diǎn)陣來說，把所有同1行的發(fā)光管的陽 極連在一起，把所有同1列的發(fā)光管的陰極連在一起（共陽極的接法），先送出 對應(yīng)第一行發(fā)光管亮滅的數(shù)據(jù)并鎖存，然后選通第1行使其燃亮一定時(shí)間，然后 熄滅；再送出第二行的數(shù)據(jù)并鎖存，然后選通第2行使其燃亮相同的時(shí)間，然后 熄滅；以

10、此類推，第8行之后，乂重新燃亮第1行，反復(fù)輪回。當(dāng)這樣輪回的速 度足夠快（每秒24次以上），由于人眼的視覺暫留現(xiàn)象，人眼的亮度感覺不會(huì) 因光源的消失而立即消失，要有一個(gè)延遲時(shí)間，這就是視覺的惰性。視覺惰性可 以理解為光線對人眼視覺的作用、傳輸、處理等過程都需要時(shí)間，因而使視覺具 有一定的低通性。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)外界光源突然消失時(shí)，人眼的亮度感覺是按指數(shù) 規(guī)律逐漸減小的。這樣當(dāng)一個(gè)光源反復(fù)通斷，在通斷頻率較低時(shí)，人眼可以發(fā)現(xiàn) 亮度的變化：而通斷頻率增高時(shí)，視覺就逐漸不能發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的亮度變化了。不致 于引起閃爍感覺的最低反復(fù)通斷頻率稱為臨界閃爍頻率。通過實(shí)驗(yàn)證明臨界閃爍 頻率大約為24Hzo因此采用每秒

11、24幅畫面的電影，在人看起來就是連續(xù)活動(dòng)的 圖象了。同樣的原理，日光燈每秒通斷50次，而人看起來卻是一直亮的。由于 視覺具有惰性，人們在觀察高于臨界閃爍頻率的反復(fù)通斷的光線時(shí)，所得到的主 觀亮度感受實(shí)際上是客觀亮度的平均值。視覺惰性可以說是LED顯示屏得以廣泛 應(yīng)用的生理基礎(chǔ)。首先，在LED顯示屏中可以利用視覺惰性，改善驅(qū)動(dòng)電路的設(shè) 計(jì)，形成了目前廣為采用的掃描驅(qū)動(dòng)方式。掃描驅(qū)動(dòng)方式的優(yōu)點(diǎn)在于LED顯示屏 不必對每個(gè)發(fā)光燈提供單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)電路，而是若干個(gè)發(fā)光燈為一組共用一個(gè)驅(qū)動(dòng) 電路，通過掃描的方法，使各組發(fā)光燈依次點(diǎn)燃，只要掃描頻率高于臨界閃爍頻 率，人眼看起來各組燈都在發(fā)光。 就能夠看到顯示

12、屏上穩(wěn)定的圖形了。采用掃描方式進(jìn)行顯示時(shí)，每一行有一個(gè)行 驅(qū)動(dòng)器，各行的同名列共用一個(gè)驅(qū)動(dòng)器。顯示數(shù)據(jù)通常存儲(chǔ)在單片機(jī)的存儲(chǔ)器中， 按8位一個(gè)字節(jié)的形式順序排放。 4、系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì) 系統(tǒng)硬件電路大致上可以分為單片機(jī)系統(tǒng)及外圉電路、列驅(qū)動(dòng)電路和行驅(qū)動(dòng) 電路三部分。 4. 1芯片介紹 本次實(shí)驗(yàn)中采用了 MCS-51單片機(jī)及部分芯片（74LS377 74LS164、 74LS240） MCS-51單片機(jī)的介紹： (RXD) D量 zK?I| 7AL。顯示驅(qū) 動(dòng)程序負(fù)責(zé)向屏體送顯示數(shù)據(jù)，并負(fù)責(zé)產(chǎn)生行掃描信號和其他控制信號，配合完 成LED顯示屏的掃描顯示工作。顯示驅(qū)動(dòng)器程序由定時(shí)器TO中斷程序?qū)?/p>

13、現(xiàn)。系 統(tǒng)應(yīng)用程序完成系統(tǒng)環(huán)境設(shè)置（初始化）、顯示效果處理等工作，山主程序來實(shí) 現(xiàn)。 5. 2字形碼提取 假設(shè)顯示字母“L”，形成的代碼為 0 x00,0 x3c,0 x20,0 x20,0 x20,0 x20,0 x20,0 x00； 只要把這些代碼分別送到相應(yīng)的行線上面，即可實(shí)現(xiàn)“L”的字母顯示。 我的學(xué)號和姓名的縮寫點(diǎn)陣顯示代碼： 0 x00,0 x3c,0 x 10,0 x08,0 x04,0 x24,Ox 1 /2 0 x00,0 x 1 /0 OxOO,Ox3e,OxO8,OxO/I 0 x00,0 x08,0 x08,0 x7c,0 x28,0 x28,0 x28,0 x28;/

14、4 0 x00.0 x3c.0 x 10.0 x0/I 0 x00,0 x 18,0 x24,0 x24,0 x24,0 x24,Ox 18,0 x00;/O 0 x00,0 x3e,0 x08,0 x0/I 0 x00,0 x 1 /O 0 x00,0 x3e,0 x0/I 0 x00,0 x3e,0 x08,0 x0/I 0 x00,0 x3c,0 x20,0 x20,0 x20,0 x20,0 x20,0 x00;/L 0 x00,0 x44,0 xaa,0 xaa,0 xaa. 0 x92,0 x82,0 x00;/W 5. 3源程序 #include #include #define

15、 uchar unsigned char #define address XBYTE0 xff55 sbit plO=PlAO; sbit pl 1=P1A1; unsigned char code led=0 x00,0 x3c,Ox 10,0 x08,0 x04,0 x24,0 x18,0 x00, 0 x00,Ox 18,0 x24,0 x24,0 x24,0 x24,Ox 1 /2 /o /I /4 /2 /I /O /I /O /I /I /L /w main() unsigned char w ; unsigned int n丄i，y,a,j while (1) for(n=0;n

16、 104;n+) for(t=0;t80;t+) w=0 x01; for(i=0;i for(y=0;y8;y+) pll=l; a=l; plO=CY; pl 1=0; address=ledi+n; for(j=0;j40;j+); address=0 x00; 5. 4程序調(diào)試 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件調(diào)試和軟件調(diào)試是分不開的，許多硬件故障在軟件調(diào) 試時(shí)才能發(fā)現(xiàn)，但通常要先排除系統(tǒng)中明顯的硬件故障。 根據(jù)硬件邏輯設(shè)訃圖，仔細(xì)檢查樣機(jī)線路是否連接正確，并核對元器件的型 號、規(guī)格和安裝是否符合要求，必要時(shí)可用萬用表檢測線路通斷情況。 在進(jìn)行H測檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)未將cso接口接地，在發(fā)現(xiàn)這個(gè)問題后及時(shí)

17、的將cso 接口與地線連接。 對硬件檢査完成后在KEIL軟件上進(jìn)行程序編寫，在編寫的過程中國發(fā)現(xiàn)數(shù)碼 庫的代碼部分編寫錯(cuò)誤，在程序運(yùn)行時(shí)顯示出來的不是正確的數(shù)值，發(fā)現(xiàn)這個(gè)問題 后我對數(shù)碼庫進(jìn)行了重新編譯，再重新編譯并運(yùn)行程序后顯示屏上顯示的數(shù)值和字 母顯示正確。 6、結(jié)論 以上僅對LED顯示屏的結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)、顯示電路原理作一詳細(xì)介紹和分析。 LED點(diǎn)陣的應(yīng)用很廣，對于不同的應(yīng)用環(huán)境和應(yīng)用要求，可以有各種各樣的應(yīng) 用方式，在這里就不做詳盡敘述。山于自己知識(shí)水平的局限和時(shí)間的倉促，設(shè)計(jì) 中或還存在著一些不足，我真誠的接受老師們的批評和指正。 從課題選擇、方案論證到具體設(shè)計(jì)，每一步對我來說無疑是巨大的嘗試和挑 戰(zhàn)，我不斷地給自己提出新的問題，然后去論證、推翻，不懂就請教學(xué)長，再接 著提出新的問題，在這個(gè)往復(fù)的過程中，我這篇稚嫩的設(shè)訃日趨完善。每一次改 進(jìn)我都收獲良多，雖然我的設(shè)訃作品不是很成熟，而且借鑒了前人的很多資料， 但我仍然心里有一種莫大的幸福感，因?yàn)槲覍?shí)實(shí)在在地走過了一個(gè)完整的設(shè)計(jì)所 應(yīng)該走的每一個(gè)過程，并且享受了每一個(gè)過程，更重要的是這個(gè)設(shè)計(jì)中我加入了 自己鮮活的思想，而且在調(diào)試中積累了很多經(jīng)驗(yàn)。 在做這次的設(shè)計(jì)過程中使我學(xué)